2020 年中国台湾地区半导体材料市 场规模为123.8 亿美元，继续位居全球第一，中国大陆市场规模超过韩国达 97.63 亿美元，跃居全球第二，其次是韩国市场规模为 92.31 亿美元，前三占比合计超总市场规模的一半。
半导体材料处于半导体产业链上游，是整体半导体产业的底层基础。半导体产业链整体可被分为上、中、下游三个板块，其中上游为半导体的支撑产业，由半导体材料和半导体设备构成；
中游为半导体制造产业链，包含 IC 的设计、制造和封测三个环节，其生产的产品主要包括集成电路、分立器件、光电子器件和传感器；
下游则为半导体的具体应用领域，涉及消费电子、移动通信、新能源、人工智能和航空航天等领域。
半导体制造企业又可以根据运作模式分为 IDM（Integrated DeviceManufacture）和 Foundry 两种；
IDM 是指集芯片设计、制造、封装测试到销售等多个产业链环节于一身的垂直整合模式，能够协同优化各个环节，充分发掘技术潜力，代表企业有三星、德州仪器(TI)；
Foundry 是指只负责制造环节的代工厂模式，该类模式不承担由市场调研失误或产品设计缺陷所带来的决策风险，但相对前者更受制于公司间的竞争关系，代表企业包括台积电、格罗方德和中芯国际等。
在半导体产业链中，半导体材料位于上游发挥着其特有的产业支撑作用，是整体半导体产业的底层基础。
根据半导体制造的工艺流程，半导体材料可以被分为制造材料和封装材料两大类。
制造材料主要包括硅片、化合物半导体、光刻胶、光掩模、电子特气、CMP 材料、溅射靶材和湿电子化学品，用于 IC 制造；
封装材料主要包括封装基板、键合金丝、引线框架、塑封材料等等，用于 IC 封装测试。
全球半导体材料市场规模持续，中国大陆成为全球第二大半导体材料市场。根据 SEMI 统计，2015 年全球半导体材料市场规模 433 亿美元，2020 年达到 553 亿美元，年复合增速达 5.01%，其中晶圆制造材料复合增速达 7.78%。
2021 年全球半导体材料市场预计可达到 565 亿 美元，同比增长 4.82%，继续保持增长趋势。
分地域看，2020 年中国台湾地区半导体材料市 场规模为 123.8 亿美元，继续位居全球第一，中国大陆市场规模超过韩国达 97.63 亿美元，跃居全球第二，其次是韩国市场规模为 92.31 亿美元，前三占比合计超总市场规模的一半。
晶圆制造材料占比逐步提高，硅片是最大的半导体材料单一市场。从半导体材料结构分布来看，2020 年晶圆制造材料规模达 349 亿美元，占总材料比重从 2015 年的 55%增长到 2020 年的 63%。
根据 SEMI 数据，2020 年硅片市场规模达 122 亿美元，占据晶圆制造材料总规模的 35%，远超其他制造材料稳居第一，是最大的半导体材料单一市场；
电子特气和光掩模市场规模位列第二、三位，分别为 45 和 42 亿美元，而其他制造材料占比均不足 10%。
中国大陆半导体材料市场规模增速远超全球平均水平。2020 年，中国大陆半导体材料市场规模全球占比为17.65%，相较2016年上升了7.65 个百分点，仅次于中国台湾（22.39%）位列全国第二。
回望2009-2019年全球半导体材料销售额，中国大陆半导体材料销售额从 32.70亿美元增长至86.90 亿美元，年复合增长率为 10.27%，同比增速整体高于全球。
根据SEMI统计，2020年中国大陆市场规模同比增速达12%，高出全球增速7.1 个百分点，市场增长势头强劲。
国内厂商加速布局，诸多领域实现从0到1突破，半导体材料有望迎来国产化突破。由于高端产品的技术壁垒，我国半导体材料多集中于中低端领域，而自中美贸易摩擦以来，半导体材料国产化的诉求愈发强烈。
迎合国内对高端半导体材料日益增长的需求，国内半导体材料企业加速布局产品技术研发和产能扩张，雅克科技、沪硅产业、南大光电等均募资投入研发制造。
（1）雅克科技非公开发行不超过 12 亿元加速半导体关键材料光刻胶及光刻胶配套试剂的研发，投资 2.88 亿元扩大集成电路新型材料球形硅微粉的产能。
（2）沪硅产业定向募集 50 亿元用于 300mm 高端硅片研发、300mm 高端硅基材料研发，加快高端半导体材料研发进度。
（3）南大光电研发 ArF 光刻胶产品并于 2021 年底建成投产，可实现年化 25 吨产能，保证集成电路制造材料的有效供应。
制程的进步推动半导体材料价值量增加，需求相应进一步提升。摩尔定律是指集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
在摩尔定律下，芯片工艺制程的技术节点不断向前迈进，半导体制造材料的成本也不断上升，从而推动半导体材料的需求提升。
根据 IBS 数据显示，每当向前推进一个节点时，流片成本将提升 50%，其中很大部分是由于半导体制造材料价值提升所致。
以光掩模为例，在16/14nm制程中，所用掩模成本在500万美元左右，到7nm制程时，掩膜成本迅速升至1500万美元。
全球晶圆厂扩产趋势明显，大陆新增产能尤为可观，拉动半导体材料需求。根据 SEMI 数据显示，2017-2020年全球新增半导体产线共计62条，其中中国大陆有26条产线，占比超40%。
此外，全球半导体制造商将于2021年底前开始建设19座新的高产能晶圆厂，并在2022年再开工建设10座，以满足市场对芯片的加速需求。
其中，中国和中国台湾地区将各建有8座，处于全球新建晶圆厂数量领先地位，其次是美洲紧随其后，共建有6座。
在8英寸晶圆方面，SEMI预计2021年全球8英寸晶圆厂设备支出将进一步扩大，逼近 40 亿美元，而中国大陆将以200mm的产能居全球领先地位，其市场份额将达到 18％；
其次是日本和中国台湾地区，分别达到16％，全球晶圆厂扩产背景下，中国大陆作为晶圆制造产能的新兴领域，将进一步拉动上游半导体材料需求。
硅片是以多晶硅为原材料，利用单晶硅制备方法形成硅棒，而后经过切割而来。一方面，硅材料具备单向导电特性、热敏特性、光电特性、掺杂特性等优良性能，可生长成为大尺寸高纯度晶体，契合下游半导体应用需求；
另一方面，硅材料以二氧化硅和硅酸盐方式广泛存在于矿物、岩石中，储量丰富、获取成本低，故而成为当下应用最广泛、最重要的半导体基础材料。
硅作为第一代半导体材料，占据目前绝大部分应用市场份额。从半导体器件的产值来看，全球 95%以上的半导体器件和 99%以上的集成电路采用硅作为衬底材料。
虽然第二代和第三代材料相比其存在一定的优势，但目前来看，硅材料在相当长的时间内依然会维持其主流半导体材料的地位。
根据晶胞的排列方式，硅可被划分为单晶硅和多晶硅。其中，单晶硅的晶胞是有序、有规律的，而多晶硅的晶胞是无序、无规律的。
相比于多晶硅，单晶硅由于其晶胞规则有序，导电能力较强，同时光电转换效率更高，被广泛应用于太阳能和电子领域。
从制作工艺来讲，多晶硅是单晶硅的上游材料，单晶硅棒是利用直拉法或区熔法对多晶硅的原子结构进行重组而获得。
上游多晶硅原料的主要成本为电力，国内半导体硅料的主要厂商为黄河水电，国际企业主要有德国瓦克。
硅片根据其下游应用可以主要分为半导体硅片和光伏硅片，半导体硅片比光伏硅片的要求更高，其中纯度为最大不同，纯度要求决定制作工艺的难易。
光伏领域同时使用单晶硅及多晶硅，纯度要求为99.9999%左右（4-6N），由于对纯度、曲翘度等参数要求较低，其制造过程也相对简单。
半导体领域只使用单晶硅，随着其制程的不断缩小，芯片制造工艺对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的容忍度也在不断降低，要求其纯度达到 99.999999999%（11N）以上，以通过国际主流晶圆厂的审核认证。
半导体硅片技术要求高，叠加下游需求旺盛因素，通常附加值也较高，因此更具投资潜力。
成本驱动下，半导体硅片呈现向大尺寸发展趋势，但300mm级半导体硅片在长时间内依然会保持主流地位。
半导体硅片是圆形，因此也叫“硅晶圆”或者“晶圆”。晶圆是芯片制造的“基底”，所有的芯片都是在这个“基底”上制造，根据不同尺寸主要分为 300mm（12 英 寸）、200mm（8 英寸）、150mm（6 英寸）、125mm（5 英寸）、100mm（4 英寸）等规格。
一方面，更大尺寸的硅片意味着可制造的芯片数量更多，相应的生产效率更高；
另一方面，由于硅片是圆形，因此制造方形芯片时不可避免地会浪费硅片圆形边缘，圆形半径越大，边缘浪费将更低，300mm半导体硅片可使用面积达到 200mm硅片两倍以上，可使用率达到2.5倍左右。
因此，硅片尺寸越大，对晶圆厂意味着更低的生产成本。自1970年研发出 50mm尺寸起，每隔5年左右半导体硅片尺寸便向前发展一个等级，并于2000 年前后发展到300mm等级。
目前，450mm硅片由于投资数额巨大且目前良率不理想，所以目前主流硅片还将维持在300mm等级。
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需求推动下硅片量价齐升，2021 硅晶圆出货面积预计创新高
下游需求带动硅片需求持续增长，2021年出货面积将创新高，硅片价格将保持高位；半导体硅片在半导体制造材料中占比为37%，是占比最高的半导体材料。
90%的芯片都需要硅片作为基础，所以半导体硅片市场规模与半导体市场规模变化趋势具有一致性。
随着半导体市场规模的增长，对应全球硅片出货面积从2011年的90亿平方英寸增至2020年的125亿平方英寸，CAGR 为3.7%。
从硅片价格来看，自2011年开始，全球半导体硅片价格因产能过剩持续下滑，直至2016年拐点出现，2017年重回上升通道，2019年价格升至0.95美元/平方英寸。
考虑后疫情时代下各应用领域对各类芯片需求提升，硅片供应持续紧张，全球半导体硅片大厂陆续展现涨价意愿。
2020年12月，环球晶圆表示公司目前全产能满载，并透露已调涨300mm晶圆现货价，其余产品现货价也将逐步调涨。
2021年3月全球第一大半导体硅片厂商信越化学宣布从 2021年4月起对其所有硅产品的销售价格提高10%-20%，主要是原材料金属硅的成本上升和中国市场需求的强劲增长导致供应短缺。
考虑到全球晶圆厂大幅扩产带来的增量需求，预计硅片价格仍将保持高位。
12英寸硅片出货量比重超过60%，未来仍将继续提升。随着终端芯片的先进制程占比持续增加，对12英寸硅片的需求也相应扩张，全球12英寸半导体硅片占总体出货量的比重从2010年的50%增至2020年的 63%，整体呈现稳定上升趋势。
由此可预计未来下游晶圆厂将继续集中于12英寸硅片的研发和扩产，12英寸硅片出货占比还将进一步增加。
晶圆厂大幅扩产，随着新增产能释放硅片需求也将继续增长。据 SEMI 统计，全球半导体制造商将在今年年底前开始建造19座新的高产能晶圆厂，并在2022 年再开工建设10座；
这29家晶圆厂的设备支出预计在未来几年将超过 1400 亿美元，以200mm尺寸晶圆等效计算，这29家晶圆厂每月可生产260万片。
根据芯思想统计，截止到2021Q2，中国内地12英寸、8英寸和6英寸及以下的晶圆制造线共有 200 条，已经投产的 12 英寸晶圆制造线有27条，合计装机月产能约118万片；
已经投产的8英寸晶圆制造线共有28条，合计装机月产能约 120万片；已经投产的6英寸及以下晶圆制造线装机产能约400万片约当6英寸产能。
在建未完工、开工建设或签约的12英寸晶圆制造线29条，相关投资金额高达6000亿元，规划月产能达132万片；
在建未完工、开工建设或签约的8英寸晶圆制造线10条，规划产能27万片/月，预计2022-2023年将迎来新增产能集中释放。
全球半导体硅片行业市场主要由四家厂商占据，占比高达86.6%，整体呈现寡头垄断格局。
半导体硅片行业市场集中度较高，根据 SEMI 数据，2020年全球前五大半导体硅片厂商分别为日本的信越化学、日本盛高(SUMCO)、中国台湾地区的环球晶圆、德国 Siltronic AG 以及韩国的 SK Siltron。
其中，日本的信越化学和SUMCO 合计份额为49.04%，前五大厂商一共 占据全球半导体硅片市场超过85%的份额，但相较2019年市场占比总和有所下降。
2021年2月，环球晶圆公开收购Siltronic AG50.8%股份，按合并后营收规模来看，环球晶圆市场份额 居第二位，占比26.26%，此后半导体硅片市场寡头变为四家。
国内硅片企业加速追赶，国产替代空间巨大。目前全球各半导体硅片大厂已陆续实现8英寸和12英寸半导体硅片的量产，且正在积极研发12英寸以上的更大尺寸的硅片。
而我国目前只有极少企业拥有12英寸的半导体硅片制造技术，国产化率不足1%，8英寸硅片国产化率仅达10%，国内晶圆厂的硅片国产替代需求十分旺盛。
随着硅片市场需求的逐步扩大和半导体硅片制作技术的不断突破，国内厂商持续扩张产能，沪硅产业、中环股份和立昂微为国内硅片制造龙头，产销逐年上涨。
光刻胶又称光致抗蚀剂，由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要化学品成分和其他助剂组成，是半导体制造的关键性材料。
光刻胶通常应用在光刻工艺中，光刻工艺历经硅片表面脱水烘烤、旋转涂胶、软烘、曝光、曝光后烘烤、显影、坚膜烘烤、显影检查等工序。
在光刻过程中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光、显影与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。
光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%， 耗时占整个芯片工艺的40-50%，是半导体制造中最核心的工艺。
根据应用领域的不同，光刻胶可分为 PCB 光刻胶、LCD 光刻胶和半导体光刻胶。
其中，PCB光刻胶的技术壁垒最低，主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨，应用于 微细图形加工中。
LCD光刻胶主要包括彩色光刻胶和黑色光刻胶、触摸屏光刻胶、TFT-LCD光刻胶，可被用于制备彩色滤光片，沉积ITO制作等。
半导体光刻胶的技术门槛较高，具体可 被细分为g线、i线、KrF、ArF和EUV 线，随着其曝光波长依次递减其极限分布率依次上升， 从而可适用于更加先进的芯片制程。
全球光刻胶市场整体呈持续扩张趋势。根据Cision统计，全球整体光刻胶市场规模2019年达到91亿美元，预计2022年全球市场可达到105亿美元的市场规模，年均复合增长率达到5%。
从结构占比看，半导体光刻胶占比最高，达到 27%，LCD和PCB光刻胶比例相当，占比均为 24%。
半导体光刻胶市场增速高于整体，尤其高端半导体光刻胶需求旺盛，中国半导体光刻胶市场高速增速。
近5年，全球半导体光刻胶市场呈快速增长趋势，市场规模从2015年的13亿美元提高到2020年的约21亿美元（不包括 EUV 光刻胶），其中负胶和g线光刻胶市场规模增长幅度较小；
高端半导体光刻胶ArF、KrF光刻胶市场规模占比逐步提升，合计占比超过总体的75%。中国半导体光刻胶市场规模快速增长，从 2015年约10亿元提高到2020年的约25亿元，复合增速达到20%。
在半导体光刻胶细分领域，日本市场仍具有较高话语权，尤其是 ArF 光刻胶和 EUV光刻胶领域。
日本JSR、信越化学、东京应化和住友化学占据 ArF 光刻胶市场前四，市占率分别 为 25%、23%、20%和 15%，合计市场份额高达 83%。
而在 EUV 光刻胶领域，日本企业合计市场占比近90%，掌握极高主导权，其中日本JSR作为可实现量产的厂商之一，在2021年10月底完成对美国 Inpria 的收购，继续增强技术优势。
Inpria 一直致力于开发基于金属的 EUV 光刻胶，该金属基光刻胶在干蚀刻过程中的图案转移性能方面优于传统光刻胶，非常适合半导体量产工艺。
此外，在g/i线光刻胶和KrF光刻胶，日本也分别占据全球64%和74%的份额。
放眼全球市场，晶圆扩产增与先进制程占比提升增加光刻胶需求，海外供应链不稳定加剧供需紧张关系。
从需求端来看，光刻工艺是芯片制作过程中不可缺少的一环，光刻胶在半导体制造材料中占有稳定比例，光刻胶及光刻胶辅助材料合计占比可达总成本的 14%。
随着下游各大晶圆厂纷纷扩产，对半导体光刻胶的需求也相应逐年提升。此外，随着芯片制程逐渐往先进制程发展，高价值量的ArF、KrF光刻胶市场占比也会相应提升，从而带动整个光刻胶市场规模的进一步增长。
2021年2月13日，日本福岛地震事件使信越化学在当地的KrF生产 线受到较大破坏，导致其对中国大陆多家一线晶圆厂限制供货 KrF 光刻胶，并通知对更小规 模晶圆厂停止供货 KrF 光刻胶，反映出海外供应链给供给端带来的不稳定性。
半导体光刻胶行业过去主要面临原材料、设备、技术和客户认证四大壁垒。
原材料壁垒和设备壁垒主要是指光刻胶上游产业链的资源主要被海外垄断，国内供给和定价受限，以致前期投资规模巨大。
除进口基本原料外，大部分光刻胶专用试剂和配方由于技术限制目前无法实现国产化。
高端光刻设备方面，荷兰 ASMAL、韩国 NIKON、CANON 三家大厂实现寡头垄断，市场规模合计占比超九成且定价昂贵，单台 EUV 光刻机售价可超过 1 亿欧元，致使国内高端光刻机面临严重短缺的局面。
技术壁垒是进入光刻胶行业的最大壁垒，主要是指研发光刻胶产品所面临的各种难题，包括差异化需求的产品配方，高品质的化学品用料以及复杂的工艺过程和严格的参数结果要求等等。
客户认证壁垒主要在于企业打破技术壁垒之后会面临较长的客户认证周期，认证周期和下游客户对原有生产厂商的黏性无疑给光刻胶生产厂商带来较大的资金压力。
国内半导体光刻胶企业主要有晶瑞电材、南大光电、北京科华、上海新阳和徐州博康。晶瑞电材是老牌半导体光刻胶供应商之一，其 i 线光刻胶近年来持续向中芯国际等企业供货， KrF 光刻胶正在客户验证阶段（已完成中试），ArF 高端光刻胶研发工作于2020年下半年已正式启动。
南大光电专注于 ArF 光刻胶的研发与生产，其年产25吨 ArF 光刻胶生产线已于 2021 年 7 月通过专家组绩效评价验收。
北京科华是唯一被 SEMI 列入全球光刻胶八强的中国光刻胶 公司，国内客户包括中芯国际、上海华力微电子等主流集成电路企业，在 G/I 线和 KrF 高端光刻胶已实现量产，ArF 光刻胶项目还仍在推进中。
上海新阳 KrF 厚膜胶已通过下游客户验证并取得订单，ArF 光刻胶尚处于客户认证当中。
徐州博康 KrF 光刻胶已实现量产，并开始小批量供应 ArF 光刻胶。关于 EUV 光刻胶，目前北京科华进入早期研发阶段，晶瑞电材、南大光电等大部分企业还没有相关研发计划。
光掩模是指微电子制造中光刻工艺所使用的图形转移工具或母版，其功能类似于传统照 相机的“底片”。
在光刻步骤，利用掩膜版上已设计好的图案，通过显影、刻蚀、脱模、清洗 等环节进行图形复制，从而实现批量生产。
根据光掩模基板的制作材料不同，可将光掩模分为石英基板和苏打基板等；根据光掩模的用途不同，可将其分为半导体光掩模、平板显示光掩模、电路板光掩模和触控用光掩模等。
光掩模主要由透光的基板和不透光的遮光膜组成，石英基板和铬为主流选择。
基板材料包括树脂基板和玻璃基板，其中由石英玻璃制成的基板具有高纯度、反射率、低热膨胀率的特点，在使用环境上相对于其他材料对工艺生产环境的要求较低、寿命较长，主要应用于集成电路和平板显示器等领域。
在光掩模玻璃基板需求量材料分布占比中，石英玻璃占比不断提升， 由 2015 年的27%提升至2020年的42%。
在光掩模制造成本中，直接材料占比达67%，而基板占直接材料的比重高达 90%，因此基板占光掩模总制造成本的比例可达60.3%。
遮光膜可分为乳胶遮光膜和硬质遮光膜（包括铬、硅、氧化铁），其中铬精度最高，耐用性更好，广泛应用于平板显示、IC（集成电路）、印刷线路板和精细电子元器件。
下游硅晶圆需求和芯片制程的进步推动半导体光掩模市场不断扩张。
从下游应用需求占比来看，光掩模具体应用于 IC、LCD、OLED 和 PCB 等领域，其中光掩模在 IC 领域需求占比最高，达60%，其次为LCD（液晶显示屏）领域，达23%。
考虑到全球晶圆厂扩产大势， 对半导体光掩模的需求有望将进一步增长。此外，随着半导体芯片工艺制程的技术节点不断迈进，晶圆线宽不断减小，同体积芯片所能容纳基础单元结构更多，所需要的光掩模数量也相应增加。
中国台湾是半导体光掩模最大市场。2019年，全球半导体光掩模市场整体呈增长态势，规模为41亿美元，2022年预计达44亿美元。
从地区分布来看，2019年全球前三大半导体光 掩模市场依次为中国台湾、韩国和北美，占比分别为 37.92%、20.91%和 19.33%。
2012 年以来，中国台湾一直是半导体光掩模最大市场。近年来中国台湾和大陆地区为全球晶圆主要扩产地，而在光掩模下游客户选取供应商时，除了考量质量和价格因素外，运输成本和交货速度也是光 掩模制造商的一大竞争力因素。
半导体光掩模竞争格局为美日龙头企业主导，行业集中度较高。全球前三大半导体光掩模厂商分别为美国福克尼斯、大日本印刷和日本凸版印刷，其中福尼克斯的市场份额约为13亿美元，约占总市场规模的35%，CR3合计占据 85%的市场份额。
由于各大厂对于光掩模的生产技术实行较为严格的封锁，半导体光掩模市场尤其是精密加工领域垄断严重，国内仅有少数企业如无锡华润、无锡中微能生产 0.13μm以上的光掩模，而对于HTM、GTM、PSM 等光掩模几乎都依赖进口。
近年来，国内一些企业通过不断的技术研发和产品升级，开始追赶海外龙头企业的研究步伐。
清溢光电是国内成立最早、规模最大的光掩模生产企业之一，主要从事光掩模的研发、设计、生产和销售业务。
2020 年公司实现营业收入4.87 亿元，同比增长1.57%，实现归母净利润0.76 亿元，同比增长8.55%。
公司主营业务根据基材不同分为石英掩膜版、苏打掩膜版， 占比分别为 82.13%和 16.98%。
半导体光掩模方面，其深圳工厂当前的半导体芯片用掩膜版量 产能力在 0.25um 工艺水平，并预计未来量产能力由0.25um提升至 0.13um工艺的量产能力。
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